Зарядка конденсатора

[COKPOWEHEU]

Значит помещаем раствор H2SO4 в водную среду, начинается распад на ионы, в итоге H2 стал "+" и отошёл от SO4 ("-").

Ионы водорода плавают по отдельности, не H2, а 2*H.

Теперь опускаем пластину Zn и отрицательные ионы SO4 начинают "свою работу по отжиманию себе положительного партнёра" В итоге цинк остаётся со свободными отрицательными зарядами (электронами) и ктр благодаря своему эл.полю, "ставят барьер защиты" и отталкивают минусовые SO4. Поэтому создаётся некоторое равновесие с определенной разностью потенциалов между цинком и раствором, грубо говорю некий баланс (различной полярности);

- Поместим медную пластину и ситуация будет обратная, оставшиеся положительно заряженные H2 "станут отбирать" электроны у Cu и в результате медь останется с большей частью полож.ионов, а Н2 - станет электронейтральным. Опять же продолжаться это будет недолго, полож.поля со временем начнут отталкивать новые H2 и установится баланс между водородом и медью.

Нет, в отсутствие другого электрода медь точно также будет реагировать с кислотой, образовывая CuSO4 и заряжаясь отрицательно. Суть в том, что есть обратимая реакция растворения Cu+SO4(2-) <-> CuSO4 + 2e (e - электрон, остающийся в металле) и есть реакция восстановления водорода 2*H(+) + 2*e -> H2, который газ. Так вот, потенциал меди относительно раствора значительно ниже, чем цинка. Поэтому при их соединении электроны идут от цинка к меди. Сначала проходит процесс восстановления меди CuSO4 + 2*e -> Cu + SO4(2-), потом, когда CuSO4 кончается, идет вторая реакция, восстановление газообразного водорода. Знак в скобках в формулах - заряд иона.
Отличие от вашего высказывания в том, что металлы при погружении в кислоту ведут себя одинаково, отличие появляется только при их соединении внешней цепью.

Медная пластинка постепенно покрывается слоем водорода. Между этим слоем и электролитом возникает разность потенциалов, действующая навстречу основной разности потенциалов, имеющейся между электродами.

Да нет, газообразный водород не заряжен, да и улетать из раствора склонен. Проблема в том, что он не проводит ток, а улетает медленно.

[B@R5uk]

Медь (как и все металлы после водорода) с кислотами не реагирует при обычных условиях. Нужны либо особые концентрации (для каждой кислоты свои), либо нагревание. При этом реакция взаимодействия меди с кислотой будет окислительно-восстановительной, причём восстанавливаться будет не водород, а центральный атом кислоты (сера для серной, азот для азотной).

[aa.int]

Ну в целом теперь догадываюсь почему от + Б1 не течёт ток в - Б2. Значит всё дело во внутренней реакции, и если замыкать батарейку, то реакция начинает работать окисляться-восстанавливаться. Но а ведь все равно какой то микроток да пробегает от цинка к меди второй батарейки? Пока так сказать есть немного лишних электронов?

[COKPOWEHEU]

Медь (как и все металлы после водорода) с кислотами не реагирует при обычных условиях.

Не должна реагировать, поэтому я сначала хотел уточнить, что медь - плохой пример, но решил не усложнять. С другой стороны, оксид и прочие соединения реагируют, да и травят же как-то платы в кислоте. Не только в серной и азотной, которые окисляют почти что угодно, но с в соляной и лимонной в смеси с перекисью, правда механизм этой реакции мне не понятен.

Но а ведь все равно какой то микроток да пробегает от цинка к меди второй батарейки?

Какой-то микроток может и пройдет, но настолько маленький и настолько быстро прекращается, что ни на что не влияет.

[aa.int]

Тогда такой вопрос. Есть у меня два кондера-электролитических, одно производства, на одно напряжение - 25 Вольт. Разница лишь в размерах, один побольше на 2200 мкФ, а второй поменьше на 10мкФ. Заряжаю их одинаковым источником, пальчиковой батарейкой, на 1.5 вольт, т.е тут не так важно напряжение. На обоих обкладках одно и тоже напряжение 1.380 Вольт. Теперь пробую разрядить, через резистор на 10кОм (кстати резистор великолепный попался без погрешностей, сколько и надо). Цепляю на ножки вольтметр и в то же время замыкаю ножки кондера на резистор. Тот что Кон1 на 2200 мкФ разряжался чуть больше 1 минуты, а второй Кон2 - не даст бог соврать, около 2-3 секунд. А почему так? Я полагал, что напряжение одного уровня создается одинаковым количеством заряда, разве не так?

[Андрей Бедов]

Количество заряда и разность потенциалов - вещи немного из разных опер.
От количества заряда зависит ёмкость конденсатора, а от разности потенциалов – напряжение на нём.
Время разряда зависит от ёмкости, при одном и том же напряжении.

[COKPOWEHEU]

Рекомендую aa.int почитать про конденсаторы (учебник физики за 8 класс, вроде, ну и за 11 может быть полезно), что такое заряд (в кулонах), емкость (в фарадах), напряжение (в вольтах), как они связаны друг с другом. Чему равна энергия в конденсаторе.

Я полагал, что напряжение одного уровня создается одинаковым количеством заряда, разве не так?

А разработчики-то не знали! Они, дураки, сравят на питание конденсаторы побольше100 мкФ, например, чтобы больше заряда сохранить при том же напряжении, а оказывается это не нужно, то же количество заряда сохранит мелочь на 10 пФ.

[aa.int]

Спасибо. Нашёл на _easyelectronics.ru/kondensator-i-rc-cepochka.html

Представь два стакана с бесконечно высокими стенками. Один узкий, как пробирка, другой широкий, как тазик. Уровень воды в них — это напряжение. Площадь дна — емкость. И в тот и в другой можно набузолить один и тот же литр воды — равный заряд. Но в пробирке уровень подскочит на несколько метров, А в тазике будет плескаться у самого дна. Также и в конденсаторах с малой и большой емкостью.
Залить то можно сколько угодно, но напряжение будет разным.

P.S >> и по аналогии можно сравнить с автомобильным компрессором и колесом:

...накачивают с давлением до 2,5-3 Атм. Чтобы обеспечить такое внутреннее давление в шине, компрессору нужно затратить определенное время, зависящее от производительности устройства и размера колеса.

Также поковыряли как и говорили школьные темы физики, нашёл интересную формулу: C = Q/U , C - в Фарадах, Q - в Кулонах, U - в вольтах.
Случай 1: C = 2200мкФ = 0.0022 Ф, U = 1.380 Вольт, найдём Q. Так.. свободный электрон - это насколько помню элементарная частица с зарядом что-то там 10 в минус 19. Неудобно, большое число поэтому применяют значение не одного заряда, а совокупность "кучки таких же свободных электронов в 10 восемнадцатой степени" = 1 Кулону. Если в проводе 1 ампер в секунду значит оно равно 1 Кулону.
Q = C * U = 0.0022 / 1.380 = 0.00159 Кулон = 1.5 миллиКулон;
Q2 (для 10мкФ) = 0.00001 Ф / 1.380 В = 0,00000724637 Кулон = 7.2 микроКулон.

Ага.. И если при разрядке поставлю Rнагр = 10 000 Ом, получим I = 1.380 В / 10 000 Ом = 0.000138 Ампер = 138мкА, ну на деле итого меньше я намерил 133мкА. И причем в отличии от батарейки, где при разряде напряжение стабильно так как происходит хим.процесс и внутри равновесие поддерживается, то в случае с кондером заметил, что чем больше разряжается тем меньше на нагрузке напряжение, соответсвенно и ток разрядки уменьшается.

Пример №5. Если металлическим шарам, имеющим разные диаметры, сообщить равные отрицательные заряды, то будет ли ток в проводе, которым соединяются шары после их заряжения?
Ответ: Да, т. к. шары имеют разные диаметры, то у шара, имеющего меньший диаметр, потенциал при равных зарядах будет меньше. Следовательно, ток будет направлен от шара с большим потенциалом к шару с меньшим потенциалом, т.е. от большого шара к меньшему шару.

Пробуем:

Спойлер

\

Вроде как понял

[r9o-11]

Когда я писал про то, что ток течёт через конденсатор, то суть была в том, что на его обкладках есть какой-либо изменяемый потенциал. И указал на это. Если не очень понятно словами, то можно посмотреть на формулу из всеми любимых учебников по физике, в которой говорится, что Ic=C*(dU/dt). Из неё можно и внутреннее сопротивление конденсатора в этот момент вывести, вспомнив Г.Ома.

Если сомнения всё ещё гложут, то можно провести эксперимент - зарядить конденсатор ёмкостью, допустим 100 000 мкФ до 12 В и подключить к нему лампочку на 13,6 В. А затем ответить на вопрос – если ничего, кроме конденсатора, проводов и лампочки нет, то через какие цепи замыкаются токи, участие которых в законе Ома неоспоримо. Разве можно говорить, что в цепи ток есть, а в конденсаторе его нет? Кирхгоф бы нас не понял…

Ну, а если и этого недостаточно для понимания мирской жизни, то добро пожаловать в раздел учебника «токи смещения конденсатора», где и формулами и картинками разъяснено, что происходит в диэлектрике между обкладками конденсатора.

[Андрей Бедов]

...Разве можно говорить, что в цепи ток есть, а в конденсаторе его нет?

Можно. Даже нужно.

[r9o-11]

А, ну тогда ладно... Если "нужно", то тогда конечно...
Удачи!

[Андрей Бедов]

...если ничего, кроме конденсатора, проводов и лампочки нет, то через какие цепи замыкаются токи, участие которых в законе Ома неоспоримо?...

Через какие цепи замыкается ток, отклоняющий стрелку гальванометра при разряде шарика электрофорной машины на землю?
С конденсатором – то же самое.

ЗЫ: "на обиженных воду возят"...

[COKPOWEHEU]

Представьте два удаленных от всего медных шара (так что искривлением электростатического поля можно пренебречь), один заряжен положительно, второй отрицательно. Замыкаем их через лампочку. А затем ответить на вопрос – если ничего, кроме шаров, проводов и лампочки нет, то через какие цепи замыкаются токи, участие которых в законе Ома неоспоримо.

можно посмотреть на формулу из всеми любимых учебников по физике, в которой говорится, что Ic=C*(dU/dt). Из неё можно и внутреннее сопротивление конденсатора в этот момент вывести, вспомнив Г.Ома.

Нельзя, по той простой причине, что у конденсатора нет внутреннего сопротивления. Есть ЭПС, но это другое. Впрочем, можете попытаться, только учтите, что внутреннее сопротивление, как и любое сопротивление, не зависит от внешних условий (не берем в расчет предельные случаи вроде нагревания и изменения физических свойств реальных приборов).

Ну, а если и этого недостаточно для понимания мирской жизни, то добро пожаловать в раздел учебника «токи смещения конденсатора», где и формулами и картинками разъяснено, что происходит в диэлектрике между обкладками конденсатора.

Не путайте физическую модель с реальность. Никакого направленного движения зарядов между обкладками не происходит (не считая утечек). Впрочем, желающие вычислять "внутреннее сопротивление" могут вычислить и работу "тока между обкладками", насколько она нагреет конденсатор, и сравнить с реальностью.

А затем ответить на вопрос – если ничего, кроме конденсатора, проводов и лампочки нет, то через какие цепи замыкаются токи, участие которых в законе Ома неоспоримо. Разве можно говорить, что в цепи ток есть, а в конденсаторе его нет? Кирхгоф бы нас не понял…

А в чем проблема? Закон Ома для участка цепи никто не отменял, а источника э.д.с в данном случае нет, как нет внешней силы по разделению зарядов. А в чем противоречия с законом Кирхгофа? Первый тут рассматривать не интересно, ветвь тока всего одна. А второй говорит, что сумма напряжений на всех участках цепи равна 0, так как нет источника э.д.с., что соответствует истине.

[aa.int]

Ну вообщем понятно, что для создания одной и той же разности потенциалов на разных площадях поверхности требуется разное кол-во заряда, и создать его быстрее можно на меньшей поверхности, но при этом емкость будет гораздо меньше.

А вот хотелось бы немного про напряжение в розетке спросить ну так интереса ради) Понятно, что квартирная розетка является для нас источником питания, и что обладает разностью потенциала примерно 220 вольт. Одно из гнезд - это ФАЗА, вторая - НОЛЬ (квартира старая третьего не дано - ЗЕМЛИ). Например, стою я на изолированной поверхности (пол, линолеум под ним ДВП) и если поочередно попробовать:
1. Взять и с помощью гвоздя и одной руки прикоснуться к ФАЗЕ - ударит меня напряженице ?
2. Опять же рука и гвоздь, теперь в гнездо НОЛЬ ?
Рука сухая, вторая рука в кармане. Жду ответа. Спасибо

[Андрей Бедов]

Одно из гнезд - это ФАЗА, вторая - НОЛЬ (квартира старая третьего не дано - ЗЕМЛИ). Например, стою я на изолированной поверхности (пол, линолеум под ним ДВП) и если поочередно попробовать:
1. Взять и с помощью гвоздя и одной руки прикоснуться к ФАЗЕ - ударит меня напряженице ?
2. Опять же рука и гвоздь, теперь в гнездо НОЛЬ ?
Рука сухая, вторая рука в кармане. Жду ответа. Спасибо

Энергосети 0,4 кВ выполнены с глухозаземлённой нейтралью.

Ответы:

1. Да, ударит. Потому-что через ваше тело потечёт емкостный ток утечки. Ваше тело имеет определённую ёмкость относительно земли.
2. От нуля розетки Вас не ударит, по причине, указанной мной выше (ноль розетки соединён с землёй на ТП).

[B@R5uk]

Через какие цепи замыкается ток, отклоняющий стрелку гальванометра при разряде шарика электрофорной машины на землю?
С конденсатором – то же самое.

Совершенно не тоже самое. Вы не понимаете разницу между взаимной и собственной ёмкостью.

Ваше тело имеет определённую ёмкость относительно земли.

Не относительно земли, а само по себе. Сферический проводник в вакууме радиуса R имеет собственную ёмкость С = 4 * π * ε0 * R без всякой земли.

Ну вообщем понятно, что для создания одной и той же разности потенциалов на разных площадях поверхности требуется разное кол-во заряда, и создать его быстрее можно на меньшей поверхности, но при этом емкость будет гораздо меньше.

Ничего вам не понятно. Потенциал создаётся не на площадях, а на расстояниях. Поверхность проводника -- эквипотенциальная поверхность, если токи отсутствуют. Разность потенциалов -- это криволинейный интеграл второго рода от электрического поля. В простейшем случае однородного электрического поля разность потенциалов между двумя точками равна величине поля умножить на длину проекции на направление поля отрезка, соединяющего точки (с учётом знака). Да, электрическое поля у поверхности проводника пропорционально величине поверхностного заряда, а поэтому в плоском конденсаторе разность потенциалов пропорциональна величине поверхностного заряда, но это уже многоступенчатое следствие нескольких законов.

В ёмкости дело не только в площади поверхности, но и в геометрии этой поверхности. Например, на поверхности проводника заряд любит скапливаться на участках с наибольшей выпуклостью, то есть на рёбрах и углах.

[B@R5uk]

Кстати, ток, протекающий через человека, взявшегося за фазу в первую очередь определяется не его собственной ёмкостью, а токами утечки через окружающие предметы, в первую очередь через пол (которые носят резистивный, а не емкостной). Если считать человека шаром, радиуса 1 м, то по формуле выше получим для него собственную ёмкость 110 пФ. Эта ёмкость на частоте 50 Гц соответствует сопротивлению около 30 МΩ, то есть, через хорошо изолированного человека, подключенного к фазе 220 В, потечёт порядка 8 мкА. Порог безопасного тока принимается 50 мкА, порог ощутимого тока 1 мА, порог неотпускающего тока 50 мА.

[Андрей Бедов]

[DELETED]

[aa.int]

Код: Выделить всё

..то есть, через хорошо изолированного человека, подключенного к фазе 220 В, потечёт порядка 8 мкА. Порог безопасного тока принимается 50 мкА, порог ощутимого тока 1 мА, порог неотпускающего тока 50 мА.

Что понимается хорошо изолированный? И ударит ли меня током если коснусь фазы, в тапочках на линолеуме с ДВП ?

И опять же прочитал тему сначала, где автор спрашивал может ли он зарядить конденсатор в разомкнутой цепи с одним проводом ему вроде как пояснили что нет.
А вот пример, есть взять пьезозажигалку? У него один лишь проводок торчит и "стукнуть" пару раз на ножку конденсатора (возьмём из выше примера например на малую емкость 10мкФ) на него же передастся какой-то заряд?

Код: Выделить всё

Для прямого пьезоэффекта пьезомодуль имеет размерность «К/Н» (кулон:ньютон), а его величина, в зависимости от марки пьезокерамики, находится в интервале от 200 до 500 пикокулон/ньютон (10-12К/Н). Пьезомодуль – это характеристика материала. Это означает, что если мы изготовим пьезоэлемент из пьезокерамики с пьезомодулем, например, 240*10-12К/Н, то, какие бы ни были размеры пьезоэлемента, какой бы он ни был формы, каким бы образом ни прикладывали силу, то ли в точке, то ли она распределена по всей поверхности электрода, мы всегда получим на электродах заряд 240 пикокулон, если приложим силу 1 ньютон.

[Андрей Бедов]

1. Всё равно ударит.
2. Передастся, но очень небольшой.